EP1967360A2 - Sleeve und Spannwerkzeug zur Verwendung in einem System aus einem Spannwerkzeug und mindestens einer Sleeve - Google Patents

Sleeve und Spannwerkzeug zur Verwendung in einem System aus einem Spannwerkzeug und mindestens einer Sleeve Download PDF

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EP1967360A2
EP1967360A2 EP08003049A EP08003049A EP1967360A2 EP 1967360 A2 EP1967360 A2 EP 1967360A2 EP 08003049 A EP08003049 A EP 08003049A EP 08003049 A EP08003049 A EP 08003049A EP 1967360 A2 EP1967360 A2 EP 1967360A2
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EP
European Patent Office
Prior art keywords
sleeve
clamping tool
outer body
wall thickness
manufacturing core
Prior art date
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EP08003049A
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EP1967360A3 (de
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Kilian Saueressig
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Saueressig GmbH and Co KG
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41F—PRINTING MACHINES OR PRESSES
    • B41F27/00—Devices for attaching printing elements or formes to supports
    • B41F27/10—Devices for attaching printing elements or formes to supports for attaching non-deformable curved printing formes to forme cylinders
    • B41F27/105—Devices for attaching printing elements or formes to supports for attaching non-deformable curved printing formes to forme cylinders for attaching cylindrical printing formes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41N—PRINTING PLATES OR FOILS; MATERIALS FOR SURFACES USED IN PRINTING MACHINES FOR PRINTING, INKING, DAMPING, OR THE LIKE; PREPARING SUCH SURFACES FOR USE AND CONSERVING THEM
    • B41N6/00—Mounting boards; Sleeves Make-ready devices, e.g. underlays, overlays; Attaching by chemical means, e.g. vulcanising

Definitions

  • the invention relates to a sleeve and a clamping tool for use in a system consisting of a clamping tool and at least one sleeve.
  • the sleeves are mounted by means of air pressure.
  • the carrier cylinders for the sleeves are relatively simple, while the sleeves themselves are complex. Examples are in the EP 0 865 933 A1 and in the EP 1 361 073 A2 shown.
  • the sleeves consist of several layers to allow mounting and clamping.
  • a sleeve according to claim 1 A tightening tool for use in a system of a tightening tool and at least one sleeve is defined in claim 8. A method for producing a sleeve is specified in claim 15.
  • the sleeve which is to be used in a system consisting of a clamping tool and at least one sleeve, is manufactured entirely from a castable material.
  • the castable material may be an elastomeric or thermosetting plastic, in particular an epoxy resin, or else a metal or a metal alloy.
  • the castable material may be mixed with the modulus of elasticity and / or the stiffness and / or the conductivity-increasing and / or the weight-reducing fillers, in particular glass fibers, glass balloons, aramid fibers, carbon fiber, electrically conductive fibers and band-shaped materials.
  • the sleeves are thus produced in a casting process that can be carried out both in vacuum and under normal atmospheric pressure or overpressure.
  • the inner profile of the sleeve can be conical or cylindrical.
  • Conical inner contours can be produced on a corresponding tapered tool, wherein due to the Entformungsschräge a subsequent demolding is not a problem.
  • the sleeve is made on an expanded mold, which is contracted after the impression and thus allows easy removal from the mold.
  • the outer shape, ie the casting mold, can be designed analogously to the manufacturing core as an expandable shape.
  • the invention thus describes a cylindrical as well as a conical sleeve system, which is essentially produced in only one operation and can be flexibly adapted later to the required printing size or embossing circumference, without this having to be taken into account beforehand in the production:
  • the sleeves according to the invention are In the processing as well as in the printing process much more dimensionally stable than conventional sleeves. Thus, for the cheaper adaptation to the different pressure ranges and several sleeves using the clamping tool according to the invention can be pushed into each other and simultaneously clamped without special holes, valves or other tools are needed.
  • the carrier cores used for the sleeves are similar in their manufacture as comparable, comparable with air-working systems, but much cheaper than mechanical or hydraulic clamping shafts, which are used today in the flexographic or gravure printing industry.
  • the carrier cores are required in much smaller numbers than the sleeves, the user of the new technology not only has a quality, but also a cost advantage.
  • a clamping tool for use in a system of a clamping tool and at least one sleeve has an inner body with a central axis and an outer body with a central axis, which is coaxial to the central axis of the inner body, wherein the inner body and the outer body in the region of their end faces to form Tie rods are firmly and pressure-tightly connected to each other and a means for applying to its center axis facing surface of the outer body is provided with pressure, according to the invention, the outer body in the region between the tie rods a material having a lower modulus of elasticity than the remaining material of the outer body.
  • This device for applying pressure to the surface of the outer body facing towards its center axis preferably has at least one channel provided in the inner body, which opens into the surface of the inner body facing away from its central axis.
  • the inner body is formed in the region of its end faces to form the tie rods with greater wall thickness than in a central region. More preferably, the region of greater wall thickness of the inner body is formed as an annular flange, against which the end faces of the outer body.
  • the outer body may have a variable wall thickness at least in the axial direction.
  • the clamping tool takes into account the requirement that for high-quality printing and embossing applications a very homogeneous clamping of the sleeves on a carrier core or a tensioning shaft must be ensured.
  • Conventional segmented mechanical or hydraulic tensioning systems are detrimental to high quality printing because any undulations, pressure differences across the circumference or length of the tensioning means and differential strains on the surface of the tensioning means have a negative impact on the subsequent printing result.
  • An inventive clamping tool can be used for producing a sleeve.
  • the outer shape remains as an outer tube on the sleeve.
  • Functional elements such as identification chips, can be introduced into the cavity between the manufacturing core and the outer mold and cast in one operation.
  • a clamping tool or clamping core consists essentially of two components, the inner body and the outer body.
  • an outer body 10 made of steel at its ends by welds 12, 12 'with a coaxially arranged inner body 20 is fixedly connected.
  • the areas 14, 14 ' serve as tie rods, so that the outer body 10 is not floating.
  • the outer body 10 can be pressurized and expanded by a medium. This pressure building up between the inner body 20 and the outer body 10 ensures that, as shown in part (b), the outer body 10 is raised from the inner body 20 to form a pressure chamber 16.
  • FIG. 2a shows how these disadvantages can be compensated by a clamping tool according to the invention.
  • the edge regions 24, 24 'of the outer body 10, which form the tie rods, much larger dimensions than in the prior art FIG. 1 In order that the area between the two tie rods 24, 24 'can nevertheless be stretched sufficiently, it has a coating 22 of a material with a substantially lower modulus of elasticity than the remaining material of the outer body 10.
  • a suitable material system may for example consist of steel with a correspondingly high modulus of elasticity and epoxy resins with a correspondingly low modulus of elasticity.
  • the inner body 20 due to the stable tie rods 24, 24 'thus be chosen much thicker than in the prior art and provide a much higher flexural rigidity.
  • This increased bending stiffness is also significantly improved by the coating 22 of the region between the two tie rods 24, 24 ', as it significantly increases the moment of resistance of the composite due to the large wall thickness, without significantly reducing the elongation.
  • the system behaves in practice similar to a conventional steel core. The floating bearing and low bending stiffness are compensated. The bending line can still be significantly improved, as it relates to FIG. 3 is explained.
  • FIG. 2b shows a variant in which the coating 22 of the area between the two tie rods 24, 24 'directly adjacent to the inner body 20, so that the exposed part of the outer body 20 is of uniform material, for example made of steel.
  • FIG. 3 a clamping tool is shown, in which the part of the outer body 10 is formed with a high modulus of elasticity in the longitudinal direction with different wall thicknesses.
  • the wall has a higher wall thickness in its end regions A, C than in the middle region B.
  • the regions B with the smaller wall thickness then expand more strongly than the A, C with a greater wall thickness.
  • the variable thickness profile is not found on the surface, the surface in the unexpanded state, for example, be cylindrical or conical, without a curb on the surface on assign. This increases the useful tensioning travel and makes the machining of the lower modulus material of the coating 22 easier.
  • the result is a clamping tool that has a very homogeneous bending compensation and high bending stiffness and can transmit large forces.
  • sleeves can be made with variable wall thickness, without having to resort to a curve or similar manufacturing process.
  • a manufacturing core is used, which has a variable wall thickness.
  • the different wall thicknesses result in different expansions and paths during expansion. If now a sleeve is produced on this production core and cylindrically machined after curing, this results in a sleeve with different wall thickness.
  • This sleeve can then be clamped on a core with a homogeneous clamping path.
  • the system of tension core and sleeve thus has different outer diameters, which may be useful for example for the bending compensation.
  • FIG. 4 shows a system with several spanned sleeves 30, 40.
  • the sleeves 30, 40 are pushed onto the relaxed core. Subsequently, the core is expanded by introducing a fluid medium through the channel 18 to build a pressure chamber 16, wherein the outer body 10 lifts from the inner body 20.
  • the clamping force initially stretches the sleeve 30 located above the coating 22 and transfers part of the clamping force to the overlying sleeve 40.
  • FIG. 4 A method for the production of sleeves according to an embodiment of the invention is disclosed in FIG. 4 illustrated.
  • a manufacturing core is preferably used which has the features of the clamping tool according to the present invention.
  • the manufacturing core 100 is expanded to the desired inner dimension of the sleeve.
  • the manufacturing core 100 is surrounded with an outer mold 110 such that a cavity 120 between the manufacturing core 100 and outer mold 10 results.
  • This cavity 120 is then cast with pourable material, which is optionally mixed with fillers.
  • the castable material cured, the sleeve 140 is completed.
  • the expansion of the manufacturing core 100 is canceled, as seen in panel (b), so that the sleeve 140 is ready for removal.
  • the outer jacket 110 can be removed or according to a variant that in FIG. 6 is shown, at the same time form the outer tube of the sleeve. It can be provided, before the casting into the cavity 120 functional elements 150, such as identification chips to introduce.
  • FIG. 7 shows an air cylinder 200, as it is found, for example, in a modern flexographic printing press.
  • an adapter 210 is located on the air cylinder 200.
  • the adapter is expanded via a connection 218 with the aid of a fluid medium, for example hydraulically , and thus ensures by extension of the pressure chamber 216 for the necessary frictional engagement between the air cylinder 200 and the sleeve 220. If the clamping pressure is removed, so either the sleeve 220 and the adapter 210 can be deducted from the air cylinder 200.
  • Tie rods 214, 214 ' serve to stretch the adapter 210 in both directions, toward both the sleeve 220 and the air cylinder 200.
  • the inner surface of the adapter is generally cylindrical in shape, the outer surface depending on the sleeve usually cylindrical or conical.
  • the system described can also be used for gravure printing, offset printing or intaglio printing in the roll and in the sheet process and for embossing web and sheet-like materials.
  • the invention is suitable for the production of very dimensionally stable hollow bodies.
  • the tools can have a tempering circuit.
  • the manufacturing cores can also have such a tempering circuit, and the hydraulic clamping pressure can be variably adjusted in the machine.
  • the clamping devices themselves are also characterized by an absolutely flat surface, which has no ripple in comparison to the prior art.

Abstract

Eine Sleeve (30,40) zur Verwendung in einem System aus einem Spannwerkzeug und mindestens einer Sleeve (30,40) ist dadurch gekennzeichnet, daß die Sleeve (30,40) vollständig aus einem gießbaren Material hergestellt ist. Auch ein Spannwerkzeug und ein Verfahren zum Herstellen einer Sleeve (30,40) werden beschrieben.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Sleeve und ein Spannwerkzeug zur Verwendung in einem System, das aus einem Spannwerkzeug und mindestens einer Sleeve besteht.
  • In der Flexodruckindustrie sind zahlreiche derartige Systeme im Einsatz, bei denen die Sleeves mit Hilfe von Luftdruck montiert werden. Die Trägerzylinder für die Sleeves sind dabei relativ einfach aufgebaut, hingegen sind die Sleeves selbst komplex. Beispiele sind in der EP 0 865 933 A1 und in der EP 1 361 073 A2 gezeigt. Die Sleeves bestehen dabei aus mehreren Schichten, um das Montieren und Spannen zu ermöglichen.
  • Aus dem Tiefdruckbereich sind Systeme bekannt, welche mit mehreren Spannsegmenten arbeiten, wie bei der US 5,971,314 und der US 4,624,184 , wobei die letztere hydraulische Spannsegmente verwendet. Diese Systeme besitzen viele Bauteile und verfügen über keine homogene Spannkraft über die gesamte Fläche der Sleeves. Andererseits gibt es hydraulische Spannsysteme, die zwar die homogene Spannkraft bieten, wie zum Beispiel das System nach der US 3,166,013 , welche aber keine ausreichende Biegesteifigkeit und Druckfestigkeit aufweisen und auch keine ausreichend starke Kraftübertragung auf die zu spannenden Sleeves sicherstellen können.
  • Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein System aus mindestens einer Sleeve und einem Spannwerkzeug und auch ein Verfahren zum Herstellen einer Sleeve zur Verfügung zu stellen, die deutlich günstiger in der Herstellung und auch qualitativ hochwertiger sind als die Systeme, die bisher verwendet werden.
  • Diese Aufgabe wird durch eine Sleeve nach Anspruch 1 gelöst. Ein Spannwerkzeug zur Verwendung in einem System aus einem Spannwerkzeug und mindestens einer Sleeve ist in Anspruch 8 definiert. Ein Verfahren zum Herstellen einer Sleeve ist in Anspruch 15 angegeben.
  • Erfindungsgemäß ist vorgesehen, daß die Sleeve, die in einem System aus einem Spannwerkzeug und mindestens einer Sleeve verwendet werden soll, aus vollständig einem gießbaren Material hergestellt ist. Dabei kann das gießbare Material ein elastomerer oder duromerer Kunststoff sein, insbesondere ein Epoxyharz, oder aber ein Metall oder eine Metall-Legierung. Das gießbare Material kann dabei mit das Elastizitätsmodul und/oder die Formsteifigkeit und/oder die Leitfähigkeit erhöhenden und/oder das Gewicht reduzierenden Füllstoffen versetzt sein, insbesondere Glasfasern, Glasballonen, Aramidfasern, Kohlenstoff-Faser, elektrisch leitfähigen Fasern und bandförmigen Materialien. Die Sleeves werden somit in einem Gießverfahren hergestellt, das sowohl im Vakuum als auch unter normalen Atmosphärendruck oder Überdruck durchgeführt werden kann.
  • Im Vergleich zum Stand der Technik, der vorrangig Polyurethanschäume verwendet, haben beispielsweise Epoxyharze mit einer Glasfaser- oder Glasballonfüllung eine erhöhte mechanische Festigkeit und eine bessere Formbeständigkeit bei wesentlich geringerem Wärmeausdehnungskoeffizienten und deutlich höherer Druckfestigkeit. Beim Guß von nach der Erfindung geeigneten Metallen oder Metall-Legierungen, wie Aluminium oder Buntmetallen, beispielsweise Kupfer, gelten dieselben Vorteile. Die erhöhte Formbeständigkeit bewirkt in den verschiedenen Veredelungsprozessen, wie Gummierung, Galvanisierung, Beschichtung mit verschiedensten Materialen als auch im späteren Druckprozeß eine deutlich verbesserte Maßhaltigkeit, was Rundlaufeigenschafen und Umfang betrifft und sorgt somit für ein verbessertes und stabileres Druckergebnis.
  • Das Innenprofil der Sleeve kann dabei konisch oder zylindrisch sein. Konische Innenkonturen können auf einem entsprechenden kegeligen Werkzeug hergestellt werden, wobei aufgrund der Entformungsschräge eine spätere Entformung kein Problem darstellt. Bei Innenkonturen, die nicht konisch sind, wird die Sleeve auf einem expandierten Formwerkzeug hergestellt, welches nach der Abformung kontraktiert wird und dadurch eine problemlose Entformung zuläßt. Die Außenform, also die Gießform, kann dabei analog zum Fertigungskern auch als expandierbare Form ausgelegt sein.
  • Je nach Wahl der Materialzusammensetzung können unterschiedliche Kraft-Dehnungskurven der Sleeves eingestellt werden. Je nach Auslegung und Expansionsdruck bei der Herstellung einer Sleeve auf einem expandierbaren Kern können verschiedenste Innenkonturen erzeugt werden, beispielsweise können Sleeves hergestellt werden, die über ihre Länge eine variierende Wanddicke aufweisen und somit die spätere Biegung, wie sie in einer Druckmaschine auftritt, ausgleichen. Die variierende Wandstärke wird dabei nicht über einen späteren Zerspanungsprozeß erzeugt, sondern über das variable Kernprofil des Herstellwerkzeugs. Erfindungsgemäß ist dabei der Fertigungskern wie das unten beschriebene Spannwerkzeug aufgebaut.
  • Die Erfindung beschreibt somit ein zylindrisches als auch ein konisches Sleevesystem, das im wesentlichen in nur einem Arbeitsgang hergestellt wird und später flexibel an den benötigen Druckumfang bzw. Prägeumfang angepaßt werden kann, ohne daß dieses in der Fertigung vorher berücksichtigt werden müßte: Die erfindungsgemäßen Sleeves sind dabei in der Verarbeitung als auch im Druckprozeß wesentlich formstabiler als herkömmliche Sleeves. So können für die günstigere Anpassung an die verschiedenen Druckumfänge auch mehrere Sleeves unter Verwendung des erfindungsgemäßen Spannwerkzeugs ineinander geschoben und gleichzeitig gespannt werden, ohne daß besondere Bohrungen, Ventile oder andere Hilfsmittel benötigt werden.
  • Die zum Einsatz kommenden Trägerkerne für die Sleeves sind dabei in ihrer Herstellung ähnlich aufwendig wie vergleichbare, mit Luft arbeitende Systeme, aber deutlich günstiger als mechanische oder hydraulische Spannwellen, die heute in der Flexo- bzw. Tiefdruckindustrie verwendet werden. Da die Trägerkerne jedoch in wesentlich geringeren Stückzahlen als die Sleeves benötigt werden, ergibt für den Anwender der neuen Technologie nicht nur ein Qualitäts-, sondern auch ein Kostenvorteil.
  • Ein Spannwerkzeug zur Verwendung in einem System aus einem Spannwerkzeug und mindestens einer Sleeve weist einen Innenkörper mit einer Mittelachse und einen Außenkörper mit einer Mittelachse, die zur Mittelachse des Innenkörpers koaxial liegt, auf, wobei der Innenkörper und der Außenkörper im Bereich ihrer Stirnseiten unter Bildung von Zugankern fest und druckdicht miteinander verbunden sind und eine Einrichtung zum Beaufschlagen der zu seiner Mittelachse weisenden Fläche des Außenkörpers mit Druck vorgesehen ist, wobei erfindungsgemäß der Außenkörper im Bereich zwischen den Zugankern ein Material mit niedrigerem Elastizitätsmodul als dem restlichen Materials des Außenkörpers aufweist.
  • Diese Einrichtung zum Beaufschlagen der zu seiner Mittelachse weisenden Fläche des Außenkörpers mit Druck weist bevorzugt mindestens einen im Innenkörper vorgesehenen Kanal auf, der in die von seiner Mittelachse wegweisenden Fläche des Innenkörpers mündet.
  • Vorzugsweise ist der Innenkörper im Bereich seiner Stirnseiten zur Bildung der Zuganker mit größerer Wandstärke ausgebildet ist als in einem Mittelbereich. Weiter bevorzugt ist der Bereich größerer Wandstärke des Innenkörpers als Ringflansch ausgebildet, an dem die Stirnseiten des Außenkörpers anliegen.
  • Schließlich kann der Außenkörper eine zumindest in axialer Richtung variable Wandstärke aufweisen.
  • Das Spannwerkzeug trägt dem Erfordernis Rechnung, daß für hochwertige Druck- und Prägeanwendungen ein sehr homogenes Spannen der Sleeves auf einem Trägerkern bzw. einer Spannwelle gewährleistet sein muß. Herkömmliche, segmentierte mechanische oder hydraulische Spannsysteme sind für ein hochwertiges Druckergebnis nachteilig, da jegliche Welligkeit, Druckunterschiede über den Umfang oder die Länge des Spannmittels und unterschiedliche Dehnungen an der Oberfläche des Spannmittels eine negative Auswirkung auf das spätere Druckergebnis haben.
  • Damit wird insbesondere in Verbindung mit einer oder mehreren Sleeves der vorliegenden Erfindung ein hoch maßhaltiges System geschaffen, das dem immer größer werdenden Qualitätsanspruch der Industrie genügt.
  • Ein erfindungsgemäßes Spannwerkzeug kann zum Herstellen einer Sleeve verwendet werden.
  • Ein Verfahren zum Herstellen einer Sleeve weist folgende Schritte auf:
    1. a) Bereitstellen eines Fertigungskerns mit den Merkmalen eines erfindungsgemäßen Spannwerkzeuges;
    2. b) Expandieren des Fertigungskerns auf das gewünschte Innenmaß der Sleeve;
    3. c) Umschließen des Fertigungskerns mit einer Außenform;
    4. d) Vergießen des Hohlraums zwischen Fertigungskern und Außenform mit gießbarem Material, welches gegebenenfalls mit Füllstoffen versetzt ist;
    5. e) Aushärten des gießbaren Materials; und
    6. f) Aufheben der Expansion des Fertigungskerns.
  • Dabei kann vorgesehen sein, daß die Außenform als Außenrohr auf der Sleeve verbleibt. In den Hohlraum zwischen Fertigungskern und Außenform können Funktionselemente, wie Identifikationschips, eingebracht und in einem Arbeitsgang mit vergossen werden.
  • Im folgenden soll die Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert werden. Dabei zeigt:
    • Figur 1
    eine Längsschnittansicht eines Spannwerkzeuges nach dem Stand der Technik;
    Figur 2a
    eine Längsschnittansicht eines Spannwerkzeuges nach einer ersten Ausführungsform;
    Figur 2b
    eine Längsschnittansicht eines Spannwerkzeuges nach einer zweiten Ausführungsform;
    Figur 3
    eine Längsschnittansicht eines Spannwerkzeugs ähnlich Figur 2 mit variabler Wandstärke des Außenkörpers;
    Figur 4
    ein System aus einem Spannwerkzeug und mehreren Sleeves;
    Figur 5
    eine schematische Darstellung eines Verfahrens für die Herstellung von Sleeves, die nicht über eine Entformungsschräge verfügen;
    Figur 6
    eine Längsschnittansicht durch eine Sleeve mit metallischem Außenrohr;
    Figur 7
    eine Längsschnittansicht durch ein System aus Spannwerkzeug mit Sleeve nach einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • Ein Spannwerkzeug oder Spannkern besteht im wesentlichen aus zwei Bauteilen, dem Innenkörper und dem Außenkörper. Nach dem Beispiel der Figur 1, das den Stand der Technik darstellt, insbesondere dem Teilbild (a), ist ein Außenkörper 10 aus Stahl an seinen Enden durch Schweißnähte 12, 12' mit einem koaxial angeordneten Innenkörper 20 fest verbunden. Die Bereiche 14, 14' dienen dabei als Zuganker, damit der Außenkörper 10 nicht schwimmend gelagert ist. Über einen durch den Innenkörper geführten Kanal 18 kann der Außenkörper 10 über ein Medium mit Druck beaufschlagt und expandiert werden. Dieser sich zwischen dem Innenkörper 20 und dem Außenkörper 10 aufbauende Druck sorgt dafür, daß, wie in Teilbild (b) dargestellt, sich der Außenkörper 10 unter Bildung eines Druckraumes 16 von dem Innenkörper 20 abhebt. Für den Aufbau hoher Drücke und die Übertragung großer Kräfte ist dieses System allerdings nicht geeignet, da die Verbindung in den Bereichen der Zuganker 14, 14', die in der Regel als Schrumpfsitz ausgelegt sind, nicht stabil genug ist und es sich daher bei solchen starken Belastungen wie eine schwimmende Lagerung verhält.
  • Figur 2a zeigt, wie diese Nachteile durch ein Spannwerkzeug nach der Erfindung kompensiert werden können. Hier sind die Randbereiche 24, 24' des Außenkörpers 10, die die Zuganker bilden, wesentlich stärker dimensioniert als im Stand der Technik nach Figur 1. Damit der Bereich zwischen den beiden Zugankern 24, 24' sich dennoch ausreichend dehnen läßt, weist er eine Beschichtung 22 aus einem Material mit einem wesentlich geringeren Elastizitätsmodul als dem restlichen Material des Außenkörpers 10 auf. Ein geeignetes Materialsystem kann beispielsweise aus Stahl mit einem entsprechend hohen Elastizitätsmodul und Epoxyharzen mit einem entsprechend niedrigen Elastizitätsmodul bestehen. Damit kann der Innenkörper 20 aufgrund der stabilen Zuganker 24, 24' somit wesentlich dicker als beim Stand der Technik gewählt werden und eine wesentlich höhere Biegesteifigkeit bereitstellen. Diese erhöhte Biegesteifigkeit wird zudem durch die Beschichtung 22 des Bereiches zwischen den beiden Zugankern 24, 24' noch deutlich verbessert, da sie aufgrund der großen Wandstärke das Widerstandsmoment des Verbundes deutlich erhöht, ohne die Dehnung wesentlich zu verringern. Das System verhält sich in der Praxis ähnlich wie ein herkömmlicher Stahlkern. Die schwimmende Lagerung und geringe Biegesteifigkeit sind kompensiert. Die Biegelinie kann aber noch deutlich verbessert werden, wie es im Zusammenhang mit Figur 3 erläutert ist.
  • Figur 2b zeigt eine Variante, bei der die Beschichtung 22 des Bereiches zwischen den beiden Zugankern 24, 24' direkt an den Innenkörper 20 angrenzt, so daß der freiliegende Teil des Außenkörpers 20 materialeinheitlich ist, beispielsweise aus Stahl.
  • In Figur 3 ist ein Spannwerkzeug dargestellt, bei dem der Teil des Außenkörpers 10 mit hohem Elastizitätsmodul in Längsrichtung mit unterschiedlichen Wandstärken ausgebildet ist.
  • Dabei weist die Wand in ihren Endbereichen A, C eine höhere Wandstärke auf als im mittleren Bereich B. Im expandierten Zustand dehnen sich dann die Bereiche B mit der geringeren Wandstärke stärker als die A, C mit einer größeren Wandstärke. Da das variable Dickenprofil sich nicht an der Oberfläche wiederfindet, kann die Oberfläche im nicht expandierten Zustand beispielsweise zylindrisch oder auch kegelig sein, ohne eine Bombage an der Oberfläche auf zuweisen. Dies erhöht den nutzbaren Spannweg und macht die Bearbeitung des Materials mit geringerem Elastizitätsmodul der Beschichtung 22 einfacher. Es entsteht ein Spannwerkzeug, das über eine sehr homogene Biegekompensation und hohe Biegesteifigkeit verfügt und große Kräfte übertragen kann.
  • Analog dazu können auch Sleeves mit variabler Wandstärke hergestellt werden, ohne daß man dabei auf einen Kurvenschliff oder vergleichbare Fertigungsverfahren zurückgreifen müßte. Zu diesem Zweck wird ein Fertigungskern eingesetzt, der über eine variable Wandstärke verfügt. Durch die unterschiedlichen Wandstärken ergeben sich bei der Expansion unterschiedliche Dehnungen und Wege. Wird nun auf diesem Fertigungskern eine Sleeve hergestellt und nach der Aushärtung zylindrisch bearbeitet, so ergibt sich eine Sleeve mit unterschiedlicher Wandstärke. Diese Sleeve kann nachher auf einem Spannkern mit homogenem Spannweg gespannt werden. Das System aus Spannkern und Sleeve hat somit unterschiedliche Außendurchmesser, die beispielsweise für die Biegekompensation nützlich sein können.
  • Figur 4 zeigt ein System mit mehreren aufgespannten Sleeves 30, 40. Die Sleeves 30, 40 werden dazu auf den entspannten Spannkern aufgeschoben. Anschließend wird der Spannkern durch Einbringen eines fluiden Mediums durch den Kanal 18 zum Aufbau eines Druckraums 16 expandiert, wobei der Außenkörper 10 vom Innenkörper 20 abhebt. Die Spannkraft dehnt zunächst die über der Beschichtung 22 liegende Sleeve 30 und überträgt einen Teil der Spannkraft auf die darüberliegende Sleeve 40.
  • Ein Verfahren für die Herstellung von Sleeves nach einer Ausführungsform der Erfindung ist in Figur 4 veranschaulicht. Dabei wird als Fertigungskern vorzugsweise ein solcher verwendet, der die Merkmale des Spannwerkzeuges gemäß der vorliegenden Erfindung aufweist. Zunächst wird, wie in Teilbild (a) veranschaulicht, der Fertigungskern 100 auf das gewünschte Innenmaß der Sleeve expandiert. Anschließend wird der Fertigungskern 100 mit einer Außenform 110 derart umschlossen, daß sich ein Hohlraum 120 zwischen Fertigungskern 100 und Außenform 10 ergibt. Dieser Hohlraum 120 wird nun mit gießbarem Material, welches gegebenenfalls mit Füllstoffen versetzt ist, vergossen. Anschließend wird das gießbare Material ausgehärtet, die Sleeve 140 ist fertiggestellt. Die Expansion des Fertigungskerns 100 wird aufgehoben, wie in Teilbild (b) zu sehen, so daß die Sleeve 140 zum Entnehmen bereit ist. Der Außenmantel 110 kann dazu abgenommen werden oder nach einer Variante, die in Figur 6 dargestellt ist, gleichzeitig das Außenrohr der Sleeve bilden. Dabei kann vorgesehen sein, vor dem Vergießen in den Hohlraum 120 Funktionselemente 150, wie Identifikationschips, einzubringen.
  • Figur 7 zeigt einen Luftzylinder 200, wie er beispielhaft in einer heutigen Flexodruckmaschine zu finden ist. Um diesen Luftzylinder 200 wahlweise für den Einsatz von herkömmlichen Flexosleeves als auch für die in der Erfindung beschriebenen Sleeves einsetzen zu können, befindet sich auf dem Luftzylinder 200 ein Adapter 210. Der Adapter wird über einen Anschluß 218 mit Hilfe eines fluiden Mediums expandiert, beispielsweise hydraulisch, und sorgt somit durch Erweiterung des Druckraums 216 für den nötigen Reibschluß zwischen dem Luftzylinder 200 und der Sleeve 220. Wird der Spanndruck aufgehoben, so können wahlweise die Sleeve 220 als auch der Adapter 210 vom Luftzylinder 200 abgezogen werden. Zuganker 214, 214' dienen dazu, den Adapter 210 in beide Richtungen, sowohl zur Sleeve 220 als auch zum Luftzylinder 200 hin, zu dehnen. Die Innenfläche des Adapters ist dabei in der Regel zylindrisch geformt, die Außenfläche je nach Sleeve in der Regel zylindrisch oder konisch.
  • Das beschriebene System kann auch für den Tiefdruck, Offsetdruck bzw. Intagliodruck Im Rollen- und im Bogenverfahren und zur Prägung von bahn- und bogenförmigen Materialien eingesetzt werden.
  • Generell ist die Erfindung zur Herstellung von sehr maßhaltigen Hohlkörpern geeignet. Zur hochwertigeren und schnelleren Herstellung der Sleeves können die Werkzeuge über einen Temperierungskreislauf verfügen. Die Fertigungskerne können ebenfalls über einen solchen Temperierungskreislauf verfügen, und der hydraulische Spanndruck kann in der Maschine variabel eingestellt werden. Die Spannmittel selber zeichnen sich zudem durch eine absolut ebene Oberfläche aus, die im Vergleich zum Stand der Technik keinerlei Welligkeit besitzt. Hierdurch können in der Erfindung selbsttragende als auch nicht selbsttragende Sleeves aus den unterschiedlichsten Materialien eingesetzt und mit den Spannwerkzeugen gespannt werden.
  • Die in der vorstehenden Beschreibung, in der Zeichnung sowie in den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung der Erfindung wesentlich sein.

Claims (18)

  1. Sleeve zur Verwendung in einem System aus einem Spannwerkzeug und mindestens einer Sleeve, dadurch gekennzeichnet, daß die Sleeve vollständig aus einem gießbaren Material hergestellt ist.
  2. Sleeve nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das gießbare Material ein Epoxydharz ist.
  3. Sleeve nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das gießbare Material mit das Elastizitätsmodul und/oder die Formsteifigkeit und/oder die Leitfähigkeit erhöhenden und/oder das Gewicht reduzierenden Füllstoffen versetzt ist, insbesondere Glasfasern, Glasballone, Aramidfasern, Kohlenstoff-Fasem, elektrisch leitfähigen Fasern und bandförmige Materialien.
  4. Sleeve nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das gießbare Material ein Metall oder eine Metall-Legierung ist.
  5. Sleeve nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Metall Aluminium oder ein Buntmetall, wie Kupfer, ist.
  6. Sleeve nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sleeve ein konisches oder zylindrisches Innenprofil aufweist.
  7. Sleeve nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sleeve über ihre Länge eine variierende Wanddicke aufweist, die durch ein entsprechendes Innenprofil der Sleeve im Gießprozeß erzeugt ist.
  8. Spannwerkzeug zur Verwendung in einem System aus einem Spannwerkzeug und mindestens einer Sleeve, mit
    - einem Innenkörper (20) mit einer Mittelachse und
    - einem Außenkörper (10) mit einer Mittelachse, die zur Mittelachse des Innenkörpers koaxial ist,
    aufweist, wobei der Innenkörper (20) und der Außenkörper (10) im Bereich ihrer Stirnseiten unter Bildung von Zugankern (24, 24') fest und druckdicht miteinander verbunden sind und eine Einrichtung (18) zum Beaufschlagen der zu seiner Mittelachse weisenden Fläche des Außenkörpers mit Druck vorgesehen ist,
    dadurch gekennzeichnet, daß der Außenkörper (10) ein Material mit niedrigerem Elastizitätsmodul als dem des restlichen Materials des Außenkörpers (10) aufweist.
  9. Spannwerkzeug nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Beaufschlagen der zu seiner Mittelachse weisenden Fläche des Außenkörpers (10) mit Druck mindestens einen im Innenkörper vorgesehenen Kanal (18) umfaßt, der in die von seiner Mittelachse wegweisenden Fläche des Innenkörpers (20) mündet.
  10. Spannwerkzeug nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Außenkörper (10) im Bereich seiner Stirnseiten zur Bildung von Zugankern (24, 24') mit größerer Wandstärke ausgebildet ist als in einem Mittelbereich.
  11. Spannwerkzeug nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Bereich größerer Wandstärke des Außenkörpers (10) als Ringflansch ausgebildet ist, an dem die Stirnseiten des Außenkörpers anliegen.
  12. Spannwerkzeug nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Außenkörper (10) eine zumindest in axialer Richtung variable Wandstärke aufweist.
  13. Spannwerkzeug nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Material mit geringerem Elastizitätsmodul Epoxyharz ist.
  14. Verwendung eines Spannwerkzeuges nach einem der Ansprüche 8 bis 13 zum Herstellen einer Sleeve.
  15. Verfahren zum Herstellen einer Sleeve, mit folgenden Schritten:
    a) Bereitstellen eines Fertigungskerns mit den Merkmalen eines Spannwerkzeuges nach einem der Ansprüche 8 bis 13;
    b) Expandieren des Fertigungskerns auf das gewünschte Innenmaß der Sleeve;
    c) Umschließen des Fertigungskerns mit einer Außenform;
    d) Vergießen des Hohlraums zwischen Fertigungskern und Außenform mit gießbarem Material, welches gegebenenfalls mit Füllstoffen versetzt ist;
    e) Aushärten des gießbaren Materials; und
    f) Aufheben der Expansion des Fertigungskerns.
  16. Verfahren nach Anspruch 15, bei dem die Außenform als Außenrohr auf der Sleeve verbleibt.
  17. Verfahren nach Anspruch 15 oder 16, bei dem in den Hohlraum zwischen Fertigungskern und Außenform Funktionselemente, wie Identifikationschips, eingebracht werden.
  18. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 17, bei dem ein Fertigungskern bereitgestellt wird, der eine zumindest sich in axialer Richtung ändernde Wandstärke derart hat, daß sich nach dem Expandieren ein Außenprofil ergibt, das für eine Biegekompensation bei einem System aus einem Spannwerkzeug mit homogenem Spannweg und der fertiggestellten Sleeve sorgt.
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